Потенциал электронный

В результате выхода электронов в вакуум у поверхности раздела возникает двойной слой, в котором сосредоточен поверхностный потенциал (рис. 3, б) потенциальная энергия электронов на дне потенциального ящика изменяется при этом от и до и, а уровень Ферми, от которого отсчитывается работа выхода электрона и к которому относится реальный потенциал электрона [c.25]

Механизм действия многочисленных полупроводниковых катализаторов, как показал Ф. Ф. Волькенштейн, существенно зависит от положения уровня Ферми (т.е. усредненного значения химического потенциала электрона в полупроводнике). Частицы на поверхности катализатора связаны с ней одноэлектронной или более прочной-—двухэлектронной связью. Чем выше уровень Ферми, тем больше доля частиц, несущих отрицательный заряд, и тем меньше доля частиц, связанных с поверхностью донорной связью, т. е. положительно заряженных. Число нейтральных частиц при изменении уровня Ферми проходит через максимум. Таким образом электронные свойства полупроводника определяют возможные состояния частиц на его поверхности и, следовательно, и направление химических процессов между ними. Влияние дефектов или примесей также зависит от того, как отзывается их появление иа положении уровня Ферми. [c.322]

Если в кристалле имеются донорные или акцепторные примеси (иапример, изоморфно замещающие ионы в узлах кристаллической решетки), то в объеме и на поверхности полупроводника появляются избыточные электроны в зоне проводимости или избыточные дырки в валентной зоне и соответствующие локальные уровни энергии внутри запрещенной зоны. В зонной теории относительное количество электронов и дырок в полупроводнике характеризуется так называемым уровнем энергии Ферми (или просто уровнем Ферми), который имеет смысл химического потенциала электрона в полупроводнике. [c.454]

В реальных полупроводниках очень часто собственная проводимость соизмерима с примесной. Имеются полупроводники, в которых одновременно содержатся акцепторные и донорные примеси. Такой общий случай и рассмотрен ниже. Задача состоит в нахождении энергии Ферми (химического потенциала электронов), а также концентрации электронов проводимости и дырок для полупроводника при заданных условиях. [c.195]

Цэ — электрохимический потенциал электронов (уровень Ферми) [c.8]

Все или большая часть валентных электронов металла образуют ненасыщенные химические связи (см. 7). В этом смысле валентные электроны металла подобны электронам в зоне проводимости полупроводника и отсюда понятно, что большинство металлов по данным эффекта Холла обладают электропроводностью/г типа. Поэтому, электрохимический потенциал электронов в металле может быть записан следующим образом [c.169]

Так как изменение состава амальгамы приводит к изменению химического потенциала электрона (т. е. р, фЦе ""), то Лс ф =Дси" Ф-Суммируя все гальвани-потенциалы в рассматриваемой цепи, получаем для э. д. с. следующее простое выражение [c.124]

Основываясь на формуле (УП1.94), найдем значение химического потенциала электронов при низких температурах, когда [c.201]

Если в правильно разомкнутой электрохимической цепи (см. рис. VI.2,а) на всех трех фазовых границах М1—Мг, Мг—раствор и раствор — М] имеет место электронное равновесие, определяемое равенством электрохимических потенциалов электрона в этих фазах, то на первый взгляд кажется непонятным, за счет чего возникает ЭДС цепи, равная разности в двух частях одного и того же металла Мь Анализ этой проблемы показывает, что электрохимические потенциалы электрона в двух областях одного и того же раствора вблизи металла М1 и вблизи металла М2 — не одинаковы. В самом деле, выше было показано, что равновесная концентрация электронов в абсолютно чистой воде у поверхности медного электрода равна 9,36моль/л. Аналогичный расчет показывает, что в абсолютно чистой воде у поверхности цинкового электрода [е ] =2,31 10 моль/л. Следовательно, в воде между двумя электродами имеет место градиент концентрации гидратированных электронов. Как следует из уравнения (IV.34), градиент концентрации сольватированных электронов возникает в любом растворе, если только не равны друг другу электродные потенциалы двух металлов. Поэтому, строго говоря, разомкнутая электрохимическая цепь, ЭДС которой не равна нулю, не является равновесной даже при наличии равновесия на всех ее фазовых границах. Чтобы строго определить равновесную электрохимическую цепь, кроме условия электрохимического равновесия на каждой фазовой границе дополнительно указывают, что ЭДС цепи скомпенсирована разностью потенциалов от внешнего источника тока (см. с. 116). При подключении этой внешней разности потенциалов происходит компенсация электрическим полем градиента химического потенциала электронов в электролите, так что и в растворе при этом Ар,1,=0. Отсюда следует, что ЭДС электрохимической цепи можно представить как разность величин вблизи двух электродов и ввести определение отдельного электродного потенциала как реальной свободной энергии сольватации электрона (выраженной в эВ) при электронном равновесии электрода с раствором. [c.138]

При установлении между окисной пленкой и объемом кристалла электронного равновесия в рассматриваемой системе образуется общий уровень электрохимического потенциала электронов, который не может проходить выше зоны проводимости и ниже валентной зоны. Поэтому энергетические уровни окисной пленки, оказывающие наибольшее влияние на величину коэффициента поверхностной рекомбинации, должны находиться вблизи уровня на расстоянии, не превышающем ширины запрещенной зоны для данного кристалла (см. рис. 53 и 58). Считая, что гидратированная окисная пленка вместе с адсорбированными в ней частицами подобна водному раствору, и обращаясь к рис. 53, мы приходим к выводу, что наиболее эффективными центрами рекомбинации в окисной пленке являются атомы или ионы элементов, располагающихся в правой части ряда напряжений металлов или металлоидов (см. стр. 192). Такими элементами являются водород, медь, серебро, золото, а также кислород и сера. Напомним, что именно для ионов этих элементов характерна высокая скорость электронного обмена при контакте металла или полупроводника с электролитом. Поэтому дe aнный [c.210]

Отсюда следует, что при очень большой концентрации дырок уровень электрохимического потенциала электронов практически совпадает с уровнем —Е . Наоборот, при большой концентрации свободных электронов уровень i, совпадает с уровнем полной потенциальной энергии в зоне проводимости при Сд 1 [c.81]

Химический потенциал электронов, отсчитываемый от верхнего края валентной зоны, определится выражением [c.201]

Уровень электрохимического потенциала электронов у полупроводников и диэлектриков находится в запрещенной зоне, и его возможные перемещения ограничены уровнями валентной зоны и зоны проводимости. [c.83]

Очевидно, что термодинамическая концентрация валентных электронов (т. е. ненасыщенных химических связен) у всех металлов весьма велика и должна быть близка к единице. Поэтому уровень электрохимического потенциала электронов в металле практически совпадает с уровнем их полной потенциальной энер- [c.170]

Обратим теперь внимание на то, что суммарная высота потенциального барьера, возникающего на границе металла с полупроводником, вообще не зависит от природы металла, а определяется только положением электрохимического потенциала электронов в полупроводнике. Этот результат непосредственно следует из формулы (140). Очевидно, что для рассматриваемого случая величина Ь.А из этой формулы равна [c.182]

Уровни потенциальной энергии электронов, соответствующие ионам растворенных веществ. Очевидно, что каждому виду находящихся в растворе ионов соответствует определенный уровень полной потенциальной энергии электронов. Из сказанного ранее следует, что этот уровень может быть определен как разность электрохимического потенциала электронов и соответствующего концентрационного члена. [c.190]

Создание перехода между материалами п- и р-типов приводит к новым свойствам, которые делают возможной твердотельную электронику. Поскольку химический потенциал электронов должен быть одним и тем же по обе стороны перехода, получается, что уровни зоны проводимости и валентной зоны материала р-типа должны сместиться в сторону больших энергий. [c.274]

Уровень Ферми, по определению, есть химический потенциал электронов в твердом теле. Для металлов в то же время это энергия наиболее высокого электронного уровня, занятого при Г = 0. В случае полупроводников и изоляторов (см. 6) уровень Ферми лежит внутри зоны разрыва, и равенство (VIII.46) определяет значение Е/ неодиазначно. [c.187]

Найдем химический потенциал электронов при Г > О, для чего используем формулу (УП1.23). В знаменателе, в правой части, оставим только знак плюс и сделаем замену [c.192]

Рассмотрим, что произойдет, если два металла с различными ионизационными потенциалами приведены в контакт между собой (рис. 36). Так как верхний заполненный энергетический уровень металла / на этом рисунке расположен выше, чем соответствующий уровень энергии металла 2, электроны с металла 1 будут перетекать на металл 2. Этот переход будет продолжаться до тех пор, пока верхние заполненные уровни энергии электронов в обоих металлах не выровняются. Тогда вероятность перехода электронов от металла 1 к металлу 2 и обратно станет одинаковой. Но при этом металл / с меньшим потенциалом ионизации получит положительный заряд, а металл 2 приобретает равный по величине отрицательный заряд. На границе между металлами возникнет разность потенциалов, т. е. гальвани-потенциал. Он не совпадет по величине с разностью ионизационных потенциалов металлов и вообще не может быть определен или же рассчитан какими бы то ни было доступными средствами. Причина этого состоит в том, что при переходе электронов от одного металла к другому помимо электрической производится работа, обусловленная разностью химического потенциала электрона в обеих фазах. [c.50]

Отсюда следует, что при рассмотрении процесса генерации — рекомбинации в примесном полупроводнике запрещенную зону можно условно разделить на три области среднюю область и две области, одна из которых прилегает к валентной зоне, а другая — к зоне проводимости (рис. 38). Ширина последних двух областей одинакова и равна расстоянию между уровнем электрохимического потенциала электронов [Хэ и ближайшей к нему зоны (проводимости или валентной). Если энергетический уровень ловушек находится в средней из выделенных областей, то коэффициент рекомбинации имеет максимальное значание и не зависит от положения этого уровня. Когда уровень ловушек находится в одной из крайних областей, коэффициент рекомбинации существенно зависит от положения уровня —При этом, так же как и у собственного полупроводника, скорость процесса уменьшается, по мере приближения уровня —к любой из основных зон (см. рис. 38). [c.144]

Ионизация атомов металла до ионов М"+ с расходом энергии Дб/ио,, в точке в вакууме вблизи пове )хности металла, там где локализован внешний потенциал Электроны возвращаются в металл, что дает выигрыш энергии, отвечающий работе выхода электронов из металла [c.63]

Ионный Конста нта Потенци- Электронное сродство, м [c.24]

Таким образом, в собственном полупроводнике значение химического потенциала электронов (уровня Ферми) находится приблизительно посредине запрещенной зоны. Если отноишние тУт близко к единице, положе1П1е уровня Ферми практически не зависит от температуры. [c.200]

Каково же состояние электрона, заряжающего анион С1" ближе оно к состоянию 4s возбужденного нейтрального атома С или приближается к характеристике шестого электрона Зр, которое можно было бы в нулевом приближении ожидать в силу существования в нейтральном атоме одной пустой вакансии на уровне Зр и знания уровня для р Аналогичный вопрос можно задать и в случае фтора, сродство к электрону которого немного меньше, чем ионизационная работа отрыва электрона от возбужденного до состояния 3s нейтрального атома F и гораздо больше, чем ионизационный потенциал электрона 2р с уровня, где также находится среди занятых пяти еще одна пустая вакансия. [c.45]

Вместе с тем, поскольку электродные реакции протекают на границе электрод — раствор (или расплав), представляет интерес вопрос о работе выхода электронов из металла в раствор (или расплав) при заданном электродном потенциале. За пределами двойного слоя потенциал в любой точке раствора (или расплава) одинаков, следовательно, одинаков и электрохимический потенциал электрона. Поэтому работа выхода электрона в раствор (или расплав) электролита при заданном электродном потенциале не зависит от природы металла. Этот вывод нашел прямое экспериментальное подтверждение в опытах по фотоэмиссии электронов из металла в раствор электролита, а также в опытах по катодной генерации сольватированных электронов в апротонных растворителях. На рис. VIII.24 представлены катодные поляризационные кривые в гексаметилфосфортриамиде на различных металлах (Л, И. Кришталик, Н. М. Алпатова). Нижняя группа прямых характеризует зависящее от природы металла катодное выделение водорода в подкисленных растворах солей. Верхняя прямая отвечает процессу генерации сольватированных электронов на различных катодах. Практическое совпадение прямых для разных металлов демонстрирует независимость работы выхода электронов из металла в раствор от природы металла. [c.240]

Разберем теперь вопрос об энергетическом положении уровня электрохимического потенциала электронов по отношению к уровням валентной зоны и зоны проводимоеги. Согласно сказанному в 3, значение электрохимического потенциала электронов может быть определено по следующей формуле [c.81]

При ПОМОШ.И уравнения (VII.31) можно определить изменение г[)о-потенциала, обусловленное изменением концентрации раствора при 9= onst, и тем самым проверить теорию диффузного слоя. Наконец, используя метод фотоэмиссии, можно рассчитать стандартную энергию сольватации электрона и стандартный равновесный электродный потенциал электрона Ее° (см. раздел VI.5). [c.185]

Таким образом, электрохимический потенциал электрона в металле отражает его полную энергию на уровне Ферми при Г=ОК, а химический потенциал объединяет кинетическую энергию на уровне Ферми ер и обменную составляющую потенциальной энергии Уобм. [c.190]

В качестве нулевого приближения для Faa° можно брать ионизационный потенциал электрона с соответствующей АО изолированного атома, а для Раь величину РлвЗаь- Подставив эти значения в (11,24) и решив полученные уравнения, находят ja. Из попарно заполненных МО <р , соответствующих низшим значениям энергии е. , составляют матрицу плотности Р,., , а также выражения Раа с помощью [c.52]

Электростатический потенциал в любой точке атома слагается из потенциала положительно заряженного ядра и потенциала электронной оболочки. Потенциал в точке г, создаваемый зарядом ядра, равен —1е1г. Чтобы определить потенциал, создаваемый в той же точке зарядом электронной оболочки атома, рассмотрим элемент объема dFl на расстоянии от центра О атома (рис. 2.8). Заряд, сосредоточенный в этом объеме, равен epe r l)dVl. Потенциал в точке г, создаваемый этим зарядом, е< е г 1 г—Г1 . Потенциал в той же точке, создаваемый всей электронной оболочкой атома, представится как epДrl)dУ / r—Г ]. Общая потенциальная энергия электрона внутри атома выразится формулой [c.35]

Таким образом, уровень электрохимического потенциала электронов в кристаллах полупроводников находится в пределах запрещеинон зоны и его перемещения ограничены уровнями —Е и —Е . Когда концентрации свободных электронов и дырок совпадают между собой, уровень электрохимического потенциала проходит по середине запрещенной Епп зоны (рис. 16, в) [c.82]

Пусть Ро — химический потенциал электронного газа в данном металле при Т — 0. Из формулы (VIII.9), положив в ней Т = 0, найдем [c.189]